长白山阔叶红松林区植被生产力与水分利用关系研究
发布时间：2021-12-12 11:42
探讨森林生态系统固碳与水分利用之间的平衡对于森林的可持续经营和水资源保护尤为重要。本论文主要以长白山阔叶红松林区森林植被为研究对象,通过样地调查、模型模拟以及遥感观测数据与空间分析等方法,在样地尺度和景观尺度上分别探究了森林植被的碳水平衡规律以及受林分状况和环境因子的影响机制。研究主要针对两个问题:（1）森林生态系统的碳、水通量随林分发育具有怎样的律动平衡关系?（2）驱动景观尺度森林碳水平衡关系时空变异的影响因子有哪些?主要研究结果概述如下:（1）12块不同林龄序列阔叶红松林的林分密度随林分发育从幼龄至中龄迅速下降,在生长后期,林分密度基本达到稳定。各林分的径级结构除幼龄阔叶红松林外,均呈明显的倒“J”型分布,反映了各样地具备良好的天然更新条件。乔木层的丰富度指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数总体上随林分的发育先增加后下降,在四个龄组间以中龄林最高,成熟林最低。各林分的生物量随林龄增长总体呈增加趋势,从幼龄时期的184.27 t·hm-2增加到老龄阔叶红松林的472.14 t·hm-2,增加了约2.56倍。（2）在运用Biom...
【文章来源】： 北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 森林生态系统碳循环和水循环及其耦合机理
1.2.2 碳水耦合研究方法
1.2.3 碳水耦合关系对环境因子的响应和适应
1.2.4 存在问题和研究趋势
1.3 研究目标、内容和拟解决的关键科学问题
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 拟解决的关键科学问题
1.3.4 技术路线
2 研究区概况与数据采集
2.1 研究区概况
2.1.1 地理位置及概况
2.1.2 气候与水文条件
2.1.3 地形地貌及土壤特征
2.1.4 植被特征
2.1.5 经营历史
2.2 数据来源与处理
2.2.1 野外调查及室内分析
2.2.2 景观尺度的数据获取及处理
3 不同林龄序列阔叶红松林群落的基本特征
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 林分径级结构分布
3.2.2 物种多样性计算及树种组成分析
3.2.3 生物量的估算
3.3 结果与分析
3.3.1 不同林龄序列阔叶红松林的群落结构
3.3.2 不同林龄序列阔叶红松林的树种组成
3.3.3 不同林龄序列阔叶红松林的生物量
3.4 讨论
3.5 小结
4 基于Biome-BGC模型的阔叶红松林碳、水通量模拟
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 Biome-BGC模型及原理
4.2.2 Biome-BGC模型参数本地化及运行
4.2.3 敏感性分析参数集的建立
4.2.4 全局敏感性分析—EFAST法
4.2.5 通径分析
4.2.6 模型模拟效果评价
4.3 模型参数的敏感性检验和不确定性分析
4.3.1 不确定性分析
4.3.2 红松生理生态参数敏感性分析
4.3.3 阔叶树生理生态参数敏感性分析
4.3.4 通径分析
4.3.5 讨论
4.4 不同林龄序列阔叶红松林的碳、水通量模拟
4.4.1 研究区的历史气候特征分析
4.4.2 年轮年表特征及统计分析
4.4.3 模型验证
4.4.4 阔叶红松林碳、水通量随林分发育的变化规律
4.4.5 不同发育情景下的碳水通量特征
4.4.6 讨论
4.5 小结
5 景观尺度植被NPP、ET和WUE的时空特征及影响因素
5.1 引言
5.2 数据及分析方法
5.3 结果与分析
5.3.1 植被NPP、ET及WUE的年际变化规律
5.3.2 植被NPP、ET及WUE的空间分布特征
5.3.3 影响NPP、ET和WUE空间分布格局的环境因素
5.3.4 不同森林类型、龄组和更新方式对森林碳水平衡的影响
5.4 讨论
5.4.1 结果的可靠性分析
5.4.2 区域NPP、ET、WUE时空变化的影响因素
5.4.3 植被因子对森林碳水平衡的影响
5.5 小结
6 结论与展望
6.1 结果与结论
6.2 本研究的创新点
6.3 研究不足
6.4 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Biome-BGC模型及树木年轮的太白红杉林生态系统对气候变化的响应研究 [J]. 李书恒,侯丽,史阿荣,陈兰,朱显亮,白红英. 生态学报. 2018(20)
[2]基于BIOME-BGC模型的三峡库区不同草地群落碳源/汇的动态变化研究 [J]. 周伟,何顺兵,杨晗,何绪刚,牟凤云. 山地学报. 2018(01)
[3]生态过程模型敏感参数最优取值的时空异质性分析——以BIOME-BGC模型为例 [J]. 李一哲,张廷龙,刘秋雨,李英. 应用生态学报. 2018(01)
[4]辽东落叶松人工混交林凋落物混合分解特征 [J]. 李英花,周莉,吴健,周旺明,代力民,卢正茂,黄利亚. 生态学杂志. 2017(11)
[5]广东不同林龄乔木生物量及物种多样性与叶面积指数的关系 [J]. 黄柳菁,林欣,刘兴诏,庄长伟,肖荣波. 西南林业大学学报(自然科学). 2017(06)
[6]基于过程模型的气候变化对长白落叶松人工林净初级生产力的影响 [J]. 解雅麟,王海燕,雷相东. 植物生态学报. 2017(08)
[7]新疆草地蒸散与水分利用效率的时空特征 [J]. 黄小涛,罗格平. 植物生态学报. 2017(05)
[8]基于Biome-BGC模型和集合卡尔曼滤波方法的阔叶红松林生态系统水碳通量模拟 [J]. 郑磊,宋世凯,袁秀亮,董嘉琪,李龙辉. 生态学杂志. 2017(06)
[9]基于EFAST方法的AquaCrop作物模型参数全局敏感性分析 [J]. 邢会敏,相诗尧,徐新刚,陈宜金,冯海宽,杨贵军,陈召霞. 中国农业科学. 2017(01)
[10]蒙古栎林分直径Weibull分布参数估计和预测方法比较 [J]. 国红,雷渊才. 林业科学. 2016(10)
博士论文
[1]作物模型参数敏感性和不确定性分析方法研究[D]. 谭君位.武汉大学. 2017
[2]北方典型杨树人工林能量分配与碳水通量模拟[D]. 康满春.北京林业大学. 2016
[3]森林生态系统碳通量多模式模拟与动态分析[D]. 闫敏.中国林业科学研究院. 2016
[4]中国植被总初级生产力、蒸散发及水分利用效率的估算及时空变化[D]. 仇宽彪.北京林业大学. 2015
[5]六盘山四种典型森林植被的水文过程与主要元素通量[D]. 杨丽丽.中国林业科学研究院. 2014
[6]长白山针阔混交林主要凋落物分解及土壤动物的作用[D]. 蒋云峰.东北师范大学. 2013
[7]东北林区森林生物量遥感估算及分析[D]. 李明泽.东北林业大学. 2010
[8]福建省森林生态系统NPP和NEP时空模拟研究[D]. 李慧.福建师范大学. 2008
[9]考虑植被影响的水文过程模拟研究[D]. 袁飞.河海大学. 2006
[10]水曲柳落叶松人工林细根周转与碳分配[D]. 梅莉.东北林业大学. 2006
硕士论文
[1]基于空间结构优化的阔叶红松林恢复研究[D]. 曹琳琳.沈阳大学. 2018
[2]长白山北坡阔叶红松林树木多样性与稳定性研究[D]. 李雪梅.东北林业大学. 2014
[3]小兴安岭原始阔叶红松林空间结构的研究[D]. 侯红亚.东北林业大学. 2014
[4]宁夏六盘山主要树种及典型森林植被的水分利用效率研究[D]. 王云霓.中国林业科学研究院. 2012
[5]东北地区天然次生林主要林分类型直径分布的研究[D]. 徐允.东北林业大学. 2012
[6]气候变化对中国马尾松径向生长的影响[D]. 封晓辉.中国林业科学研究院. 2011
[7]基于3-PG机理模型的杉木林碳固定及蒸散量模拟研究[D]. 赵梅芳.中南林业科技大学. 2008
[8]应用BIOME-BGC模型研究典型生态系统的碳、水汽通量[D]. 王超.南京农业大学. 2006
本文编号：3536614
【文章来源】： 北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 森林生态系统碳循环和水循环及其耦合机理
1.2.2 碳水耦合研究方法
1.2.3 碳水耦合关系对环境因子的响应和适应
1.2.4 存在问题和研究趋势
1.3 研究目标、内容和拟解决的关键科学问题
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 拟解决的关键科学问题
1.3.4 技术路线
2 研究区概况与数据采集
2.1 研究区概况
2.1.1 地理位置及概况
2.1.2 气候与水文条件
2.1.3 地形地貌及土壤特征
2.1.4 植被特征
2.1.5 经营历史
2.2 数据来源与处理
2.2.1 野外调查及室内分析
2.2.2 景观尺度的数据获取及处理
3 不同林龄序列阔叶红松林群落的基本特征
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 林分径级结构分布
3.2.2 物种多样性计算及树种组成分析
3.2.3 生物量的估算
3.3 结果与分析
3.3.1 不同林龄序列阔叶红松林的群落结构
3.3.2 不同林龄序列阔叶红松林的树种组成
3.3.3 不同林龄序列阔叶红松林的生物量
3.4 讨论
3.5 小结
4 基于Biome-BGC模型的阔叶红松林碳、水通量模拟
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 Biome-BGC模型及原理
4.2.2 Biome-BGC模型参数本地化及运行
4.2.3 敏感性分析参数集的建立
4.2.4 全局敏感性分析—EFAST法
4.2.5 通径分析
4.2.6 模型模拟效果评价
4.3 模型参数的敏感性检验和不确定性分析
4.3.1 不确定性分析
4.3.2 红松生理生态参数敏感性分析
4.3.3 阔叶树生理生态参数敏感性分析
4.3.4 通径分析
4.3.5 讨论
4.4 不同林龄序列阔叶红松林的碳、水通量模拟
4.4.1 研究区的历史气候特征分析
4.4.2 年轮年表特征及统计分析
4.4.3 模型验证
4.4.4 阔叶红松林碳、水通量随林分发育的变化规律
4.4.5 不同发育情景下的碳水通量特征
4.4.6 讨论
4.5 小结
5 景观尺度植被NPP、ET和WUE的时空特征及影响因素
5.1 引言
5.2 数据及分析方法
5.3 结果与分析
5.3.1 植被NPP、ET及WUE的年际变化规律
5.3.2 植被NPP、ET及WUE的空间分布特征
5.3.3 影响NPP、ET和WUE空间分布格局的环境因素
5.3.4 不同森林类型、龄组和更新方式对森林碳水平衡的影响
5.4 讨论
5.4.1 结果的可靠性分析
5.4.2 区域NPP、ET、WUE时空变化的影响因素
5.4.3 植被因子对森林碳水平衡的影响
5.5 小结
6 结论与展望
6.1 结果与结论
6.2 本研究的创新点
6.3 研究不足
6.4 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Biome-BGC模型及树木年轮的太白红杉林生态系统对气候变化的响应研究 [J]. 李书恒,侯丽,史阿荣,陈兰,朱显亮,白红英. 生态学报. 2018(20)
[2]基于BIOME-BGC模型的三峡库区不同草地群落碳源/汇的动态变化研究 [J]. 周伟,何顺兵,杨晗,何绪刚,牟凤云. 山地学报. 2018(01)
[3]生态过程模型敏感参数最优取值的时空异质性分析——以BIOME-BGC模型为例 [J]. 李一哲,张廷龙,刘秋雨,李英. 应用生态学报. 2018(01)
[4]辽东落叶松人工混交林凋落物混合分解特征 [J]. 李英花,周莉,吴健,周旺明,代力民,卢正茂,黄利亚. 生态学杂志. 2017(11)
[5]广东不同林龄乔木生物量及物种多样性与叶面积指数的关系 [J]. 黄柳菁,林欣,刘兴诏,庄长伟,肖荣波. 西南林业大学学报(自然科学). 2017(06)
[6]基于过程模型的气候变化对长白落叶松人工林净初级生产力的影响 [J]. 解雅麟,王海燕,雷相东. 植物生态学报. 2017(08)
[7]新疆草地蒸散与水分利用效率的时空特征 [J]. 黄小涛,罗格平. 植物生态学报. 2017(05)
[8]基于Biome-BGC模型和集合卡尔曼滤波方法的阔叶红松林生态系统水碳通量模拟 [J]. 郑磊,宋世凯,袁秀亮,董嘉琪,李龙辉. 生态学杂志. 2017(06)
[9]基于EFAST方法的AquaCrop作物模型参数全局敏感性分析 [J]. 邢会敏,相诗尧,徐新刚,陈宜金,冯海宽,杨贵军,陈召霞. 中国农业科学. 2017(01)
[10]蒙古栎林分直径Weibull分布参数估计和预测方法比较 [J]. 国红,雷渊才. 林业科学. 2016(10)
博士论文
[1]作物模型参数敏感性和不确定性分析方法研究[D]. 谭君位.武汉大学. 2017
[2]北方典型杨树人工林能量分配与碳水通量模拟[D]. 康满春.北京林业大学. 2016
[3]森林生态系统碳通量多模式模拟与动态分析[D]. 闫敏.中国林业科学研究院. 2016
[4]中国植被总初级生产力、蒸散发及水分利用效率的估算及时空变化[D]. 仇宽彪.北京林业大学. 2015
[5]六盘山四种典型森林植被的水文过程与主要元素通量[D]. 杨丽丽.中国林业科学研究院. 2014
[6]长白山针阔混交林主要凋落物分解及土壤动物的作用[D]. 蒋云峰.东北师范大学. 2013
[7]东北林区森林生物量遥感估算及分析[D]. 李明泽.东北林业大学. 2010
[8]福建省森林生态系统NPP和NEP时空模拟研究[D]. 李慧.福建师范大学. 2008
[9]考虑植被影响的水文过程模拟研究[D]. 袁飞.河海大学. 2006
[10]水曲柳落叶松人工林细根周转与碳分配[D]. 梅莉.东北林业大学. 2006
硕士论文
[1]基于空间结构优化的阔叶红松林恢复研究[D]. 曹琳琳.沈阳大学. 2018
[2]长白山北坡阔叶红松林树木多样性与稳定性研究[D]. 李雪梅.东北林业大学. 2014
[3]小兴安岭原始阔叶红松林空间结构的研究[D]. 侯红亚.东北林业大学. 2014
[4]宁夏六盘山主要树种及典型森林植被的水分利用效率研究[D]. 王云霓.中国林业科学研究院. 2012
[5]东北地区天然次生林主要林分类型直径分布的研究[D]. 徐允.东北林业大学. 2012
[6]气候变化对中国马尾松径向生长的影响[D]. 封晓辉.中国林业科学研究院. 2011
[7]基于3-PG机理模型的杉木林碳固定及蒸散量模拟研究[D]. 赵梅芳.中南林业科技大学. 2008
[8]应用BIOME-BGC模型研究典型生态系统的碳、水汽通量[D]. 王超.南京农业大学. 2006
本文编号：3536614
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